弥散强化铜合金中弥散相的观察及析出过程

用透射电镜(TEM)、高分辨电镜(HRTEM)观察了Al2O3弥散强化铜合金的微观结构,并分析了影响弥散相大小及分布的因素.用X射线衍射仪精确测定了Cu基体的衍射峰位置,依据衍射峰的位置变化探讨了Al脱溶及Al2O3质点的析出过程.结果表明:用内氧化法制备弥散强化铜合金时,Al2O3质点在内氧化阶段析出,且Al充分脱溶,内氧化反应进行得很彻底;合金在烧结和热挤压阶段都没有质点析出.合金中Al2O3质点均匀弥散地分布在晶界和晶粒内,并且晶粒内质点比晶界质点更细小、弥散,大小约5nm,间距10nm,晶界处的质点大小约10nm,间距约50nm.     

纳米Al_2O_3弥散强化铜复合材料的产业化制备及研究

采用内氧化法以水雾化铜铝粉为原料制备出铝含量(质量分数)分别为0.15%、0.40%、0.60%的Al2O3弥散铜复合材料。研究了Al2O3弥散强化铜材料的组织与性能,结果表明,弥散铜材料的晶粒细小,晶粒大小约为10μm;γ-Al2O3在基体中均匀分布,平均尺寸约为6nm,间距为40nm;挤压态为Al含量0.60%的弥散铜棒材(Φ25mm)不经任何中间热处理,直接冷拉拔即可得到Φ3mm的铜丝,其抗拉强度高达680MPa,电导率达78%IACS。     

弥散强化铜合金的研究现状

从组分设计出发,详细阐述了弥散颗粒和合金元素的种类、含量及微观结构对材料性能的影响。介绍了机械合金化法、内氧化法、化学沉淀法和溶胶-凝胶法制备弥散强化铜合金的工艺过程和特点。指出了未来弥散强化铜合金组分设计和制备工艺研究中应关注的焦点问题及研究方向。     

纳米Al2O3粒子浓度对弥散强化铜合金退火行为的影响

通过力学性能、金相和TEM观察对低、中浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究.结果表明:低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能,500℃退火后发生再结晶,900℃退火后已基本完全再结晶,屈强比约为56%.中浓度合金抗高温软化性能较好,900℃退火后,合金仍然以回复过程为主,金相尺度下不能看到再结晶晶粒,屈强比可达70%.弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布的纳米Al2O3粒子.Al2O3粒子尺寸在10～20nm内时,粒子间距＞200nm时,阻碍晶界迁移能力较差,粒子间距＜90nm时,可显著阻碍晶界的迁移,合金抗高温软化性能优越.     

氧化铝弥散强化铜复合材料研究与生产最新进展

氧化铝弥散强化铜复合材料具有高温强度、高导电的特性，具有不可替代的作用。本文论述了氧化铝弥散强化铜合金材料特征、应用领域及其制备方法，并就它的研究及生产的最新进展作了较详细的介绍。对发展的前景作了展望。     

Al2O3/Cu 复合材料的塑性变形及再结晶

内氧化方法虽然可获得细小氧化物颗粒, 但是所得氧化物在复合材料中的分布很不均匀, 且材料致密度较低。本文研究了Al₂O_{3/Cu 复合材料的塑性变形行为, 变形材料在退火过程中的再结晶规律以及塑性变形对氧化铝弥散强化复合材料组织及性能的影响。实验证明, 该材料具有很高的加工硬化系数, 弥散氧化物能够明显提高复合材料的再结晶温度, 提高材料的高温强度。}      

机械合金化氧化物弥散强化合金再结晶过程的研究

机械合金化氧化物弥散强化合金的极高再结晶温度无法用γ析出物熔解、弥散粒子粗化、或常规晶粒长在理论合理解释。这类合金再结晶前晶粒极其细小，在微米以下量级。分析表明，在这种情况下，超细晶粒的晶界交结线在强列钉轧作用，阻止再结晶成核启动。本工作基于这种考虑，建立模型，较完善地解释了机械合金化氧化物弥散强化合金的奇异再结晶现象。     

内氧化-高速压制法制备Al_2O_3弥散强化铜合金的性能研究

以Cu-0.18%(质量分数)Al合金粉末为原料、Cu2O为氧化剂,采用内氧化法制备Al2O3弥散铜合金粉末,采用高速压制(HVC)对粉末进行成形,经氢气中960~1 080℃烧结制备弥散强化铜合金,研究合金粉末的HVC成形效果和烧结温度对合金致密度、硬度、导电率和压缩强度等性能的影响。结果表明,HVC成形Al2O3弥散铜合金粉能获得良好的成形效果,压坯密度达到8.71 g/cm3(98.4%致密度)。与压坯相比,烧结后合金的致密度并无明显变化,但其导电率显著提升,硬度有所降低,压缩强度升高。随烧结温度的升高,合金的导电率有所升高,硬度略有降低,压缩强度基本保持恒定。经1 040~1 080℃烧结制备合金的导电率、硬度分别达到80%IACS和77 HRB以上,压缩强度达到450 MPa,能基本满足点焊电极的实际应用需求。     

弥散强化铜弥散相特征与其性能的关系

研究了不同氧化铝含量弥散铜中弥散相特征与其性能的关系。结果表明,低氧化铝含量的弥散铜中纳米相颗粒粒度均匀、弥散分布,颗粒间距较大。该材料塑性好,加工硬化速度慢。中等氧化铝含量的弥散铜纳米相粒度均匀、弥散分布,颗粒间距小,加工硬化速度快。高氧化铝含量弥散铜的纳米相存在多种形貌,且分布的均匀性差,材料难以加工。     

Cu-Al2O3纳米弥散强化铜合金的短流程制备工艺及性能

研究了一种简化的短流程工艺,成功地制备出几种不同成分的Cu-Al2O3弥散强化铜合金.对Cu-0.3wt%Al合金粉末内氧化的研究表明,在700℃～900℃内氧化时,早期进行得非常迅速,硬度的提高主要发生在1 h以内;不同温度下内氧化达到硬度峰值的时间也各不相同,且900℃内氧化时硬度的峰值为最高(HV=141).随Al2O3体积分数的增加,挤压态合金σb和σ02均逐渐升高,但其增速随Al2O3的增加有逐渐减缓之势.经不同变形量的冷拉拔后,σb和σ0.2基本呈相对均匀的速度增加,且随Al2O3含量的增加,加工硬化的速率逐渐变慢,延伸率则相应降低,电导率的下降幅度不大.所有Cu-Al2O3合金在退火后均能保持其大部分强度(≥72%).     

Al2O3弥散强化铜合金轧制性能试验研究

通过热模拟试验机对Al2O3弥散强化铜合金在不同温度、不同应变速率、相同变形量条件下进行热压缩试验,分析了Al2O3弥散强化铜合金应力-应变关系,依据动态材料理论和试验数据绘制弥散铜热加工图,并选取了3组试验温度进行热轧试验验证.结果表明,不同的应变速率变形机制不一致,分别通过不连续屈服和动态再结晶实现塑性变形;轧制试验验证了该合金最佳变形区温度为750~850℃、应变速率为1~10s-1.     

Ti-V基固溶体/AB5型镧镁基合金复合储氢材料的结构与电化学性能

两步电弧熔炼法制备Ti_0.10Zr_0.15V_0.35Cr_0.10Ni_0.30 + 5wt% La_0.85Mg_0.25Ni_4.5Co_0.35Al_0.15复合储氢合金, X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)显示: 复合储氢合金的主相是体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14 Laves相, 复合过程中生成了第二相. 电化学研究表明: 复合过程中存在明显的协同效应; 在303 K时, 复合合金电极的实际最大放电容量为361.8 mAh/g; 在233 K时, 复合合金电极的低温放电能力(LTD)是母体合金电极的4.05倍. 与母体合金电极相比, 复合合金电极的高倍率放电性能(HRD)提高了26.87%, 电荷转移电阻(R_ct)减小了37.25 mΩ, 同时交换电流密度(I₀)增大了115.45 mA/g, 合金体内氢的扩散系数(D)增大了6.13×10^-10 cm²/s.     

贮氢合金电极的表面分析

通过XRD、SEM、EPMA、XPS等方法对AB5型贮氢合金电极表面进行分析。结果表明,经过0．4C充放电循环280次后,合金仍为CaCu5结构,但单胞体积和轴比c/a增大。在合金电极表面,Al的含量最高,且随层深增加而增大,最高处达89．3％（原子分数）,并以Al2O3的形式存在;La、Ni、Co均向表面富集,随层深增加含量迅速下降。La的含量最低,最大含是只有3．3％（原子分数）,以La(OH)3、La2O3的形式存在。Co只在电极表面30．0nm存在。同时在合金表面发现有呈菊花状晶体的物质生成。     

镨含量对（La,Pr,Nd）Ni3.5Co0.8Mn0.4Al0.3合金电化学性能的影响

目前广泛采用的镍－金属氢化物电池负极材料多为ＬａＮｉ５基合金。本实验研究了稀土中镨含量分别为０、１０％、２０％、３０％、４０％和５种（Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ）Ｎｉ３．５Ｃｏ０．８Ｍｎ０．４Ａｌ０．３合金的电极性能。发现稀土中镨含是来２０％和３０％的合金比其它成分手合金具有更高的放电容量，更好的电极稳定性。选用镨含量为１７％的富镧混合稀土制备了成分为ＭｌＮｉ３．５Ｃｏ０．８Ｍｎ０．４Ａｌ０．３的电极合金，     

退火处理对A2B7型La0.63(Pr0.1Nd0.1Y0.6Sm0.1Gd0.1)0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1储氢合金相结构和电化学性能的影响

利用高频感应熔炼法制备La0.63(Pr0.1Nd0.1Y0.6Sm0.1Gd0.1)0.2Mg0.17Ni3.1Co0.3Al0.1储氢合金,对铸态合金在900℃下退火热处理24h。结构分析表明,铸态合金微观组织由CaCu5型结构、Ce5Co19型结构及Ce2Ni7型结构三相组成,而退火合金则是单相Ce2Ni7型结构。铸态和退火合金电极均具有良好的活化性能,退火合金电极放电曲线更为平坦和宽阔。两种合金电极腐蚀电位基本一致,但铸态合金电极腐蚀电流更大。合金经过退火后其电极循环稳定性(S100=83.5%)明显优于铸态合金电极(S100=69%)。在100次电化学充放电循环内,低容量充电时,退火合金电极容量不衰减,合金电极容量衰减的充电容量临界点为活化最大放电容量(Cmax)的90%。铸态和退火合金电极动力学性能差别不大,铸态合金电极高倍率放电主要由氢在其体相中扩散控制,退火合金电极高倍率放电则主要由其表面电荷转移控制。     

储氢合金表面包铜电极电化学性能研究

采用化学镀铜法对储氢合金进行表面包覆，用包覆粉制成的储氢电极，其放电容量，大电流充放电性能均得到了改善，１Ｃ全充放循环１００次，容量仅下降５％，未包覆粉制成的电极，其容量相应地损失了２１％，用此包覆粉组装有Ｎｉ／ＭＨ电池，１Ｃ／０．２Ｃ达到９５％，１Ｃ全充放循环２００周期，容量衰减２０％，此外，初步探讨了储氢合金表面包铜的得与失。     

电沉积锡-铟合金电极在氢氧化钾溶液中的电化学性能

在电池集流体铜表面电沉积锡,锡溶解后易使其析氢量增加,电沉积铟在碱性溶液中抑氢效果好,但成本高,目前对锡-铟合金共沉积的效果研究甚少.用电化学方法在高能碱性锌锰电池集流体铜电极表面沉积Sn,In和Sn-In合金.研究了Sn,In和Sn-In合金电极在1 mol/L KOH溶液中的析氢电化学性能和电化学稳定性,测定了其在相同溶液中的循环伏安曲线和交流阻抗图谱.结果表明:沉积In和Sn-In合金的电极比铜电极的析氢过电位分别提高了569 mV和488 mV,有效地抑制了氢气析出;在无汞化电池工业中,用价格低廉且稳定性较好的Sn-In合金共沉积电极代替In沉积电极具有广阔的应用前景.     

Copper Plating on SiCp by Cooling Crystallization and Its Effects on the Spreading and Infiltration of AlSi12 Alloy Melt

A new cooling crystallization method is applied to plate copper on SiCp. Cu(NO₃)₂·3H₂O is crystallized on SiCp by decreasing the solution temperature, and is heat-treated to obtain CuO coating which is finally reduced to copper coating. Based on the optimizing of SiCp content and CuO reduction temperature, the effects of copper plating on SiCp on the spreading and infiltration of AlSi12 alloy melt are studied. The results show that the optimum coating effect is achieved when the SiCp content is 11.63% and the reduction temperature of CuO is 475 °C. The spreading area of AlSi12 alloy melt on the 15 μm copper-coated SiCp increases by 53.27% compared to the uncoated SiCp when holds at 950 °C for 20 min, indicating that copper plating has a significant improvement on the wettability of AlSi12 melt and SiCp. Additionally, infiltration preparation of copper-plated SiCp/Al alloy composites is achieved at a pressure of 0.3 MPa, but not under pressureless conditions. The main reason for this is the granular Cu on SiCp cannot form a complete Cu film. Therefore, the formation of complete Cu films on SiCp is presumed to be an important development direction for solving the problem of infiltration preparing ultrathick SiCp/Al composites.     

Microstructure and mechanical behavior assessment of Al–Cu composites fabricated through stir casting

In this work, Al–Cu composite metallic materials are produced by dispersing copper particulates in an aluminum matrix using stir casting technique. In order to know the effect of reinforcement content, composites with varying weight fractions were fabricated. For comparison purpose, Al–Cu alloy is also fabricated and investigated. Increased densities have been observed with increasing particulate contents. Homogenization treatment has improved the hardness to a larger extent for both alloy and composites, particularly for rich composites. Composite with lean mixture of reinforcements has shown improvement in specific strength, whereas drop in specific strength has been observed for rich mixture of reinforcements. However, hardness is improved from 5% to 15% reinforcement content. Drop in strain has been observed for higher reinforcement composites. Response to cold upsetting is noticeable for lean composite which is on par with the alloy.